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大型儲能電池

2009年11月21日 08:56 m.xsypw.cn 作者:佚名 用戶評論(0
關(guān)鍵字:鉛酸電池(25727)

大型儲能電池

在本文的開篇我們已經(jīng)提及到新能源如風(fēng)能,太陽能的發(fā)展需有大型儲能電池的支持。就目前來看,成熟的大型儲能電池的技術(shù)還在發(fā)展過程中。現(xiàn)有的充電電池如用作大型儲能都存在這樣那樣的問題, 比如鉛酸電池有比能量,循環(huán)壽命和環(huán)保的問題;鎳氫電池有成本,比能量,循環(huán)壽命等問題,鋰電池也存在成本和產(chǎn)量問題。

如果現(xiàn)在就選擇一種充電電池用作大型儲能,鉛酸電池勉強算得上。其實鉛酸電池已經(jīng)歷了近150年的發(fā)展歷程了,現(xiàn)在廣泛的應(yīng)用在交通、通信、電力、軍事各個領(lǐng)域。它是法國人普蘭特(G.Plante)于1859年發(fā)明的,其電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液。荷電狀態(tài)下,正極主要成分為二氧化鉛,負(fù)極主要成分為鉛;放電狀態(tài)下,正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。

這是我們常見的鉛酸電池

鉛酸電池自發(fā)明后,在化學(xué)電源中一直占有絕對優(yōu)勢。這是因為其價格低廉、原材料易于獲得,使用上有充分的可靠性,適用于大電流放電及廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點。但鉛酸電池有兩個主要缺點:①充電末期水會分解為氫,氧氣體析出,需經(jīng)常加酸、加水,維護(hù)工作繁重;②氣體溢出時攜帶酸霧,腐蝕周圍設(shè)備,并污染環(huán)境,限制了電池的應(yīng)用。 所以近二十年來,為了解決以上的兩個問題,世界各國競相開發(fā)密封鉛酸電池(即VRLA),希望實現(xiàn)電池的密封,獲得干凈的綠色能源。1996年以后VRLA電池基本取代傳統(tǒng)的富液開放式電池,得到了廣大用戶的認(rèn)可。但很遺憾,直至今日所謂VRLA電池并不能100%的保證密封。

隨著鎳鎘電池,鎳氫電池和鋰電池發(fā)展與大量應(yīng)用,以及民眾對環(huán)保的逐漸重視,鉛酸電池在各個領(lǐng)域有逐步被淘汰的趨勢。在大型儲能領(lǐng)域,很明顯錳酸鋰電池特別是鋰鐵電池潛力巨大。假以時日,解決了成本問題的錳酸鋰電池和鋰鐵電池必將獲得廣泛的應(yīng)用。

最后簡單介紹一下有潛力大型儲能技術(shù)。

1. 釩電池。釩電池全稱為全釩氧化還原液流電池(Vanadium Redox Battery,縮寫為VRB),它用不同價態(tài)的釩離子溶液分別作為正負(fù)極活性物質(zhì),通過外接泵把溶液從儲液槽壓入電池堆體內(nèi)完成電化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)后溶液又回到儲 液槽,活性物質(zhì)不斷循環(huán)流動,由此完成充放電。目前釩電池存在的技術(shù)問題主要有兩個,第一,釩電池正極液中的五價釩在靜置或溫度高于45攝氏度的情況下易析出五氧化二釩沉淀。第二,石墨極板要被正極液刻蝕。如果操作不當(dāng),一次充電就能讓石墨板完全刻蝕,電堆只能報廢。另外,釩電池目前成本過高。

2.磁懸浮飛輪儲能。飛輪技術(shù)就是機械能和電能的相互轉(zhuǎn)化來充放電。它是以高速旋轉(zhuǎn)的飛輪鐵芯作為機械能量儲存的介質(zhì),利用電動/發(fā)電機和能量轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)來控制能量的輸入和輸出。為了減少運轉(zhuǎn)時的損耗,提高轉(zhuǎn)速和儲能裝置的效率,飛輪儲能裝置軸承的設(shè)計一般都使用非接觸式的磁懸浮軸承技術(shù),而且將電機和飛輪都密封在一個真空容器內(nèi)減少風(fēng)阻。

3. 超導(dǎo)儲能。它把能量儲存于超導(dǎo)線圈的磁場中,通過電磁相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)儲能裝置的充電和放電。由于在超導(dǎo)狀態(tài)下線圈沒有電阻,因此超導(dǎo)儲能的能量損耗非常小。但是超導(dǎo)是在超低溫的條件下實現(xiàn)的,而持續(xù)維持超低溫的花費巨大。所以這項技術(shù)要等到高溫超導(dǎo)材料的成熟才能廣泛應(yīng)用。


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( 發(fā)表人:蔡玉 )

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